JPS5920124A - 炊飯器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマイクロコンピュータを使用してヒータの電力
量等を制御するようにした炊飯器に関する。

この種の炊飯器において、炊飯中の米飯の温度上昇特性
は炊飯量やヒータの電力量により異なり、均一でなく部
分的に大きな差がある。ことに同一電力量の基でも少量
炊飯と多量炊飯とでは米飯が沸騰するまでの時間に大き
な差があるため、ご飯の炊き上が９に影響を受ける。

即ち、従来のように、炊飯量の検知を内鍋の温度上昇速
度を検知して米飯の昇温途中からヒータの電力量を減少
制御する方法では、同一炊飯量においても電圧差による
ヒータの電力差。

室温や水温の高低差、温度検知のバラツキ、構造の相違
による伝熱量の差等の外部変動要因により電力を減する
位置が犬ｄ〕に移動し２．炊飯時間に影響して煮すぎた
り、沸騰の維持時間が不足したりして均一な炊き上が９
が得られない。

又、上記外部変動要因のために正確に炊飯蓋の判定検知
が得られに＜＜、炊飯量が多量の時に、中量の時の温度
で検知された場合は、米飯が十分に沸騰しないうちに中
火電力に切り変わシ、この結果、米飯の温度上昇が不均
一となり炊きムラが生じてし捷う。

逆に、炊飯量が少量の時であると、必要以上の電力によ
って沸騰することになり、煮すぎたり、短時間で内鍋内
の水が蒸発して沸騰の維持時間が不足し、米の澱粉のα
化が充分に進行しないというような不具合が生じる。

更に炊飯量に応じて炊飯時間が相異するから使用者にと
っては不便である。

そこで本発明は以上のような従来の実情に鑑み９本体又
は内鍋の重量を検知して、炊飯量を判定し、炊飯開始と
ともに最適な電力を供給して火力コントロールするとと
もに、炊飯量に対する水量を判定して表示してやること
によυ使い勝手と炊飯性能の一段と向上した炊飯器を提
供するものである。

以下７本発明の一実施例について図に基づいて説明する
。

第１図及び第２図において、１は炊飯器本体、２は本体
１内に配設された外鍋、３は該外鍋内に着脱自在に収納
した内鍋、４は前記外鍋２の内底部に設けたヒータ、５
は前記内鍋３の上方開口部を閉塞する内蓋５ａを備えた
完成体の外蓋、６は内鍋３の底壁に密着するよう設けた
温度センサー、７は本体１の下面開口部を覆うように本
体１に圧入さね、上面に取付板８が取着された合成樹脂
製の底枠、９は前記底枠７の内側に挿入され、後述する
マイクロコンピュータ１８が配設された合成樹脂製の底
蓋で、前記底枠７の内側鍔部７ａと該底蓋９の外側鍔部
９ａとの間に圧縮バネ１０が配設されている。１１は前
記底枠１と底蓋９とを連結する調整取着螺子で、後述す
る一対の電極１７’　、　１７”の対向間隔を調整する
役目を兼ねている。

１２は本体１に取付けられ、電源スィッチ１３、炊飯ス
イッチ１４，２度炊き選択スイッチ１５および炊飯工程
を表示する表示部１６等が各々配設された操作パネル、
１７は重量センサーで底枠７と底蓋９とに取シ付けられ
た一対の電極板１７’　、　１７”と前記圧縮バネ１０
とで構成されている。

１９は底蓋９の下面開口部を閉塞する底板である。

次に第６図に示す制御回路ブロック図について説明する
と、２０はヒータ４２重量センサー１７の電［１７’、
　１７”およびマイクロコンピュータ１８の駆動用電源
、２１は電源２０とヒータ４に直列接続されたトライア
ックで、そのゲート端子Ｇに信号が入力されるとオン（
導通）となる一方、信号が入力されていないとオフ（遮
断）となってヒータ４への通電率を制御する２２は温度
センサー６からの信号を入力とし、マイクロコンピュー
タ１８のメモリ１８ｉａＫあらかじめ記憶させておいた
目標値と温度センサー１６の測定値との比較を行うコン
パレータ、２３は発振回路で、との発振回路を構成する
コンデンサの一部を電極静電容量に置き換えている。

すなわち、米と水を含む内鍋３と本体１との合計重量に
比例して一対の電極１７’　、　１７’％”５の距離が
増減変位することによって電極静電容量が変化し、この
変化量を発振状態の変化として、炊飯量を検知し、マイ
クロコンピュータ１８の入力回路１８Ｃに入力信号とし
てインプットするものである。なお、１８ｂと１８ｄは
マイクロコンピュータ１８の制御回路と出力回路。

２４は警告兼報知用ブザーである。

以上の構成において、米と水の入った内鍋３を本体１内
に設置すると、外蓋５．外鍋２．ヒータ４．底枠７．取
付板８．温度センサー６等を含む本体１．の重量Ｗｌ（
以下製品重量という）と、米と水の入った内鍋３との総
和の重量ＷＯが圧縮バネ１０に加わり、圧縮バネ１０は
総和の重量ＷＯに比例して圧縮方向に変位する。

このとき、一対の電極板１γ／　、　ｉ　７１１のうち
底枠７に取り付けている一方の電極板１７′が圧縮バネ
１０の変位分だけ下方に移動するため、電極板１７’、
１７’例もつ静電容量Ｃはその電極間距離に反比例して
変化する。（第５図） すなわち、空気の誘電率を乙、電極板面積をＳ。

極板間距離をｄとすれば、静電容量Ｃは次式で表わされ
る。

とＳ Ｃ＝］−・・・■（ただし、乙とＳは定数）この静電容
量Ｃの変化は発振回路２３の発振周波数ｆの変化に変換
されるが、このとき発振周波数ｆは静電容量Ｃに反比例
する。（第６図）１− ｆ−ｃ。　・・・■（ただし抵抗分Ｒは一定とすね従っ
て、■、■の両式よシ発振周波数ｆは電極間距離ｄに比
例する。（第７図） ｆｏＣｄ　　・・・■ 一方、圧縮バネ１０の特性から電極間距離ｄと圧縮バネ
１０に加わる重量ＷＯが比例することは明らかである。

（第８図） Ｗｏｏｃｄ　　・・・■ ■、■式から重量ＷＯと発振周波数ｆは一次線形の関係
にあることがわかる。（第９図）ｆ−ＷＯ・・・■ さらに第４図に示される様に、米と水の重量Ｗ２と製品
重量Ｗｌの和である炊飯量判定重量ＷＯと炊飯量Ｖは比
例（ＷＯ−Ｃｖ）するので、結論として第１０図に示さ
れるように９発振周波数ｆは炊飯量Ｖに比例することが
わかる。

ｆ−ＣＶ　　・・・■ 又９重量検知構造の違いにより、底枠γ、圧縮バネ１０
．電極板１γ／　、　ｉ　７１１．底蓋９等から構成さ
れる重量センサー１Ｔが検知する重量を、米と水の重量
Ｗ２と製品重量Ｗｌの和（ＷＯ）ではなく、米と水の重
量Ｗ２に内鍋３を加えた重量。

あるいは米と水と内鍋３の重量に外鍋２．ヒータ４．温
度センサー６等を加えた重量等のように米と水の重量（
Ｗ２）を含めば、いずれのブロックの重量に置き換えて
も上述の■式が成立することは言うまでもない。

一例として以下に、炊飯過程をとυあげて具体的に説明
する。

米と水の入った内鍋３を本体１内に設置し。

電源スィッチ１３をＯＮすると、マイクロコンピュータ
１８がパワーアップされ動作し始める重量センサー１γ
の静電容量Ｃの変化が発振回路２３を経て発振周波数で
の変化に変換され、マイクロコンピュータ１８の入力回
路１８０に入力されると、マイクロコンピュータ１８は
あらかじめメモリ１８２Ｌにプログラムしである一定時
間Ｔの間に発振周波数ｆのパルス信号をカウントし、あ
らかじめ実験により設定されたデータによ如、上述のカ
ウント数から設置された内鍋３内の米の量を自動的に判
定する。

このとき５例えば１〜１０合までのそれぞれの炊飯量に
最適な加水比はおおよそ決っており、あらかじめ各炊飯
量の最適加水化時の重量データをメモリ１８Ｌ内にメモ
リしておき９重量センサー１７からの重量情報と比較す
ることにより使用者の水加減の多少程度について判定す
ることが可能となる。

このときに、各炊飯量の米の重量（１カツプ当たりの米
の重量）の基準値にバラツキがあったり、使用者の食味
に対する感受性の違い等の不確定要素があるので、この
不確定要素を考慮し、ある程度の幅を持って水加減の多
少を判定しなければならないことは言うまでもない。

−例として第１１図により説明すると、Ｗａは炊飯量２
カツプのときの基準重量（最適加水比のときの米と水の
重量和）、ｗｂは炊飯量３カツプの重量の中間値、Ｗａ
ｈ（！：Ｗａｌはそれぞれ適正加水比のときの重量の上
限値と下限値であり、又Ｗａ（Ｍｉｎ）とＷａ　（ＭＡ
Ｘ）はそれぞれ水箪少目と多目の判定基準値を示す。

第１１図において、（イ）は水が多目と判定する領域を
示し、Ｃつは水が少目と判定する領域であシ、（ロ）が
最適水量と判定する領域を示している。

Ｗａ　（ＭＡＸ）とＷｂ（Ｍｉｎ）の中間の部分のに）
は水量判定不能の領域であり、マイクロコンピュータ１
８のメモリ１８Ｌ内にはそれぞれのデータがあらかじめ
プログラムされている。

従ってマイクロコンピュータ１８は重量センサー１７か
らの入力信号を受けると、制御回路１８ｂでその炊飯量
判定重量ＷＯから炊飯量Ｖを判定し、その炊飯量におけ
る各データ（−例としてＷａ（Ｍｉ　ｎ）ｓＷａ　（Ｍ
ＡＸ）、Ｗａｈ　。

Ｗａｌ等）と比較することによって水量の多少を判定し
、その判定内容を表示部１６で表示する。例えば、その
表示内容としては第１１図の（イ）〜に）等の事項が考
えられる。

この様にして内鍋３が設置された状態で、ヒータ４を通
電する前に炊飯量の判定ができ、又水加減に対しても適
切かどうかの表示が可能となる。

次に炊飯スイッチ１６を押すと、ヒータ４に通電が開始
され、内鍋３内の米と水は加熱され始める。ここで、第
１２図により従来の温度センサーの温度上昇勾配によシ
炊飯量を判定する方法での炊飯方式と本発明の炊飯方式
との違いを説明する。

従来方法では炊飯開始後の温度上昇勾配により炊飯量の
判定を行うため、炊飯開始時は火力コントロールが不可
能である。すなわち、第１２図において、ＴＲは室温、
　ｔｓはあらかじめ設定された温度Ｔｄ−Ｔｏに要する
時間であり。

従来方式ではこのｔ６により炊飯量の判定をしている。

従って温度センサーがＴｅに達して炊飯量を判定するま
では火力コントロールできないし、又室温ＴＲがＴｄを
上まわった場合はＴｅのデータに誤差が生じ、炊飯量の
判定が不能になる欠点をもっている。

しかしながら２重量によって炊飯量を判定する本発明に
よれば、炊飯開始時の室温ＴＲによらず、又炊飯開始と
同時に炊飯量の判定をして即その炊飯量に見合った火力
コントロールが可能となるため、従来のように特に少量
において早く沸騰しすぎて、吸水時間が不足したり、米
飯粒の表面のみが糊化し、芯が残ったご飯が出来る等の
不具合が解決できる。又、従来のように電圧変動やヒー
タ４のワットのバラツキにより炊飯量の判定に誤差が生
ずることもなくなる以上の様に本発明によれば、炊飯を
開始し。

この時の加熱電力を強火すると、第１２図に示す制御例
（Ｉ）（５カツプ）からもわかるように。

内鍋３内の米飯が沸騰する点の温度センサー６の温度を
Ｔａとすると、　ｔｚを経過し温度センサー６が温度Ｔ
ａに達した点から、中火に加熱を減することができる。

内鍋３内の水がなくなると、内鍋底部の温度は急激に上
昇し、温度センサー６が温度Ｔｂに達した点でヒータ４
をオフし、炊飯からむらしに切り換わる。

以上のように本発明は２本体又は内鍋の重量を検知して
炊飯量を判定してヒータの電力量を制御するものである
から、炊飯開始とともにその炊飯量に見合った火力コン
トロールが可能となり、炊飯工程の全般にわたって理想
的な炊飯曲線を得ることができる。

また炊飯量に対する水量が適切か否かも同様に判定して
外部に表示するようにしたので、使用者は自分の好みに
合った炊飯が可能となり。

使い勝手も一段と向上した炊飯器を提供できる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す炊飯器の断面図、第２
図はその操作パネル部の一例の正面図、第３図は同じく
制御回路の一例を示すブロック図、第４図は炊飯量と重
量の関係を示す説明図、第５図〜１０図は重量センサー
の各変位定数の特性図、第１１図は水量判定の一例を示
す説明図、第１２図は従来の炊飯器と本発明による炊飯
器で炊飯したときの例を示す炊飯制御図である。 図中、１・・・本体、２・−・外鍋、３・・・内鍋、４
・・・ヒータ、６・・・温度センサー、１７・・・重量
センサー　、　１７’　、　１７”・・・電極、１８・
・・マイクロコンピュータ。 代理人　葛　野　信　−（外１名） 第１図 牙２図 第４図 状七反ｆ（′ｊＪ、、ブ数）　　　−＋第５図　　　　
　　　　　１６図 牙７１’ｆｆｌ　　　　　　　　　　−４−８ｒＸｉ牙
９□　　　　　　　　　　　　第１０両津１１図 ノ文ｗ号（力、、７１１’丈）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 本体と、該本体内に配設した外鍋と、該外鍋内に着脱自
   在に収納した内鍋と、該内鍋の開口を閉塞する外蓋と、
   前記外鍋内底部に設けたヒータとを備えたものにおいて
   ９本体又は内鍋の重量を検知する重量検知手段と、該重
   量検知手段で検知した重量に基づいて炊飯量を判定し。 その判定した炊飯量に対応してあらかじめ設定された電
   力量を供給するようにヒータへの通電を制御する制御手
   段と、前記炊飯量に対する水量が適切か否かを判定する
   水量判定手段と、該水量判定手段で判定した結果を外部
   に表示する表示手段とを備えたことを特徴とする炊飯器
   。